2022-2023学年四川省达州市通川区来凤中学高二物理期末试卷含解析

2022-2023学年四川省达州市通川区来凤中学高二物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）在月球表面具有以下特征：①没有空气；②重力加速度约为地球表面的l/6；③没有磁场．若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的是（

）A．氢气球匀速上升，铅球加速下落

B．氢气球和铅球都将下落，且同时落地C．氢气球将加速上升，铅球加速下落

D．氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面参考答案：B2.下列哪项不属于静电的利用

A.静电复印

B.静电除尘

C.使用避雷针

D.静电喷涂参考答案：C3.如图所示，分界线MN上方和下方分别是两种不同的光介质Ⅰ和Ⅱ，一细束由红和紫两种单色光组成的复合光由介质Ⅰ中射向分界面MN，分成两细束光a、b，则（）A．光束a一定是单色光B．光束a可能是复合光，也可能是紫光C．光束b一定是红光D．光束b可能是复合光，也可能是红光E．光束b可能是复合光，也可能是红光参考答案：C【考点】光的折射定律．【分析】本题要抓住同一介质对紫光的折射率大于对红光的折射率，当光从光密介质射入光疏介质折射时，入射角大于临界角，将发生全反射．由这些知识分析光束的性质．【解答】解：AB、两种单色光在界面MN上都能发生反射，且反射角相等，所以光束a一定是复合光．故AB错误．CDE、由于红光与紫光的折射率不同，以相同的入射角射到MN界面时，若都发生折射，折射角应不同，折射光线应分成两束．而紫光的临界角小于红光的临界角，所以由图得知，红光在MN界面上既有折射，又有反射，而紫光在MN界面上发生了全反射，所以光束b中只有红光，故C正确，DE错误．故选：C4.（多选题）甲、乙两球在光滑的水平面上沿同一直线向同一方向运动，它们的动量分别为p甲=5kg?m/s，p乙=9kg?m/s，当甲追上乙发生碰撞后，乙球的动量变为12kg?m/s，则甲、乙两球的质量比m甲：m乙可能是（）A．1：10 B．3：10 C．1：4 D．1：6参考答案：BCD【考点】动量守恒定律．【分析】当甲球追上乙球时发生碰撞，遵守动量守恒，符合实际运动情况，由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增加列式求解．【解答】解：碰撞过程动量守恒，有：，P甲=5kg?m/s，P乙=9kg?m/s，=12kg?m/s，解得：=5kg?m/s，两球的动量方向都与原来方向相同，碰前：，解得：碰后：，解得：碰撞过程能量守恒：+解得：综合可知：≤，故A错误，BCD正确；故选：BCD5.（多选）图示为某人用低压交流电压表和交流电流表测量一高压输电线路电压和电流的示意图，甲图为电压互感器，原、副线圈匝数比为m:1，乙为电流互感器，原、副线圈匝数比为1:n，若从两表读得电压表示数为U,电流表示数为I，则（

）A．该高压输电线路输送的电压为mUB．该高压输电线路输送的电流为C．该高压输电线路输送的电功率为UID．该高压输电线路输送的电功率为mnUI参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一段导体两端电压是4Ｖ，在2min内通过导体某一横截面积的电量是15C，那么这段导体的电阻应是

Ω.参考答案：327.如图所示，粗细均匀的U形管内装有同种液体，在管口右端用盖板A密闭，两管内液面的高度差为h，U形管中液柱的总长为3h。现拿去盖板A，液体开始流动，不计液体内部及液体与管壁间的摩擦力，重力加速度为g，则当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为

。

参考答案：试题分析：设单位长度的水柱质量为m,对整个水柱分析,根据机械能守恒:(如图)

解得：考点：考查了系统机械能守恒8.（4分）有一电容器两极接在的电源两端，带电量为，若两极间的电压增大为，此时这个电容器的带电量为

，电容是

。参考答案：；9.一物体的质量为2kg，此物体竖直下落，以10m/s速度碰到水泥地面上，随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向，则小球与地相碰前的动量是____kg·m／s，相碰后的动量是____kg·m／s，相碰过程中小球动量的变化量是____kg·m／s。参考答案：-20

，

16

，

36

.10.“研究感应电流产生的条件”的实验电路如图所示．在闭合开关S前，滑动变阻器滑动片P应置于______端（选填“a”或“b”）．开关S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流，试写出其中的一种方法：__________________________．通过该实验能得出感应电流产生的条件为：

参考答案：

a（1分）

移动滑动变阻器滑动片P位置、上下移动原线圈位置、插入拔出铁芯（1分）穿过闭合回路的磁通量发生变化（2分）11.电阻R1、R2、R3的伏安特性曲线如右图所示，若将它们串联后接入电路，则它们的电压之比U1∶U2∶U3=_

。参考答案：12.如图所示，三相交流电的线电压为380V，三相负载为三个完全相同的灯泡，则图中a灯的电压为________V；当交流电源的A相断开时，图中b灯的电压为________V。

参考答案：220，19013.如图2所示，增大两板之间的距离，静电计指针的偏角将

；将A板稍微上移，静电计指针的偏角将

；若有玻璃插入两板间，静电计指针的偏角将

。（以上3空都选填“变大”或“变小”）参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）如图是一列简谐横波在t=0时刻的图象,试根据图象回答(1)若波传播的方向沿x轴负方向,则P点处的质点振动方向是____________,R点处质点的振动方向是___________________.(2)若波传播的方向沿x轴正方向,则P、Q、R三个质点，_______质点最先回到平衡位置。(3)若波的速度为5m/s,则R质点的振动周期T=______s,请在给出的方格图中画出质点Q在t=0至t=2T内的振动图象。参考答案：(1)沿y轴正向,（2分）沿y轴负向（2分）(2)

P

（2分）

(3)

0.8（2分）振动图象如图所示（2分）

15.（6分）图所示是电场中某区域的电场线分布图，P、Q是电场中的两点。（1）请比较P、Q两点中电场强度的强弱并说明理由。（2）把电荷量为=3.0×C的正点电荷放在电场中的P点，正电荷受到的电场力大小为F=6.0N；如果把移去，把电荷量为=6.0×10C的负点电荷放在P点，求负荷电荷受到的电场力F的大小方向。参考答案：(1)Q点电场强度较强(1分)。因为Q点处电场线分布较P点密(1分)。(2)P点电场强度E=F/q=6/(3×10)×10（N/C）（2分）方向向左(或与电场强度方向相反)

(1分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（16分）两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：（1）粒子的初速度v0；（2）设初速度v0不变，若要使粒子离开板间电场，试问板间距离变为多少？参考答案：解析：（1）粒子电荷量为2e，质量为4m由题可知：

（2）依题意，有

解得：17.如图所示，宽度为L的平行光滑的金属轨道，左端为半径为r1的四分之一圆弧轨道，右端为半径为r2的半圆轨道，中部为与它们相切的水平轨道．水平轨道所在的区域有磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场．一根质量为m的金属杆a置于水平轨道上，另一根质量为M的金属杆b由静止开始自左端轨道最高点滑下，当b滑入水平轨道某位置时，a就滑上了右端半圆轨道最高点（b始终运动且a、b未相撞），并且a在最高点对轨道的压力大小为mg，此过程中通过a的电荷量为q，a、b棒的电阻分别为R1、R2，其余部分电阻不计．在b由静止释放到a运动到右端半圆轨道最高点过程中，求：（1）在水平轨道上运动时b的最大加速度是多大？（2）自b释放到a到达右端半圆轨道最高点过程中系统产生的焦耳热是多少？（3）a刚到达右端半圆轨道最低点时b的速度是多大？参考答案：解：（1）b棒从左侧轨道下滑的过程，由机械能守恒定律：∴b刚滑到水平轨道时加速度最大，由E=BLvb1，，F安=BIL=Ma得∴（2）对b棒，根据动量定理得﹣BILt=Mvb2﹣Mvb1

又It=q，即﹣BLq=Mvb2﹣Mvb1∴对a棒，在根据牛顿第三定律得：N=N′=mg在轨道最高点：∴根据能量守恒定律得：得（3）∵∴当两棒都在水平轨道上运动时，两棒组成的系统合外力为零，动量守恒，则有

Mvb1=Mvb3+mva2∴答：（1）在水平轨道上运动时b的最大加速度是．（2）自b释放到a到达右端半圆轨道最高点过程中系统产生的焦耳热是BLq﹣3mgr2﹣．（3）a刚到达右端半圆轨道最低点时b的速度是﹣．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力．【分析】（1）b棒从左侧轨道下滑的过程中，只有重力做功，其机械能守恒，求出b进入刚进入水平轨道时的速度大小．进入水平轨道后b棒切割磁感线产生感应电流，a棒由于受到安培力作用向右运动，回路中产生的感应电动势将要减小，感应电流也减小，则知b棒的加速度减小，则b棒刚进入磁场时加速度最大，由牛顿第二定律和安培力公式结合求解．（2）此过程中通过a的电荷量为q，根据动量定理求出b棒后来的速度．对a棒：由牛顿运动定律求出通过最高点时的速度，由机械能守恒定律求出离开磁场时的速度．由能量守恒定律即可求解系统产生的焦耳热．（3）当两棒都在水平轨道上运动时，两棒组成的系统合外力为零，动量守恒，可求出a刚到达右端半圆轨道最低点时b的速度．18.（25分）六个相同的电阻（阻值均为）连成一个电阻环，六个接点依次为1、2、3、4、5和6，如图1所示。现有五个完全相同的这样的电阻环，分别称为

、、┅。现将的1、3、5三点分别与的2、4、6三点用导线连接，如图2所示。然后将的1、3、5三点分别与的2、4、6三点用导线连接，┅依此类推。最后将的1、3、5三点分别连接到的2、4、6三点上。1．证明全部接好后，在上的1、3两点间的等效电阻为。2．求全部接好后，在上的1、3两点间的等效电阻。参考答案：解析：解法一：1．（1）电阻图变形．此题连好的线路的平面图如图1所示．现将电阻环改画成三角形，1、3、5三点为顶点，2、4、6三点为三边中点，如图2与图3所示．整个连好的线路相当于把的三个顶点分别接到的三个中点上，图1变为图4．这样第1问归结为求图4中最外层三角环任意两顶点间的等效电阻。

（2）递推公式．为使图形简化，讨论如何将接好的两个电阻环化简成为一个单环。由六个阻值为的电阻构成一个三角环，将其顶点接在另一由六个阻值为的电阻构成的三角环的中点上（如图5所示）。图6是由六个阻值为的电阻构成的三角环。若图5顶点1、3间的电阻与图6顶点l、3间的电阻阻值相等，我们称图6中的为等效单环电阻．

用符号“//”表示电阻的并联，如

由图5中的对称性可知l、3两顶点间的电阻等于图7中1、0间的电阻的2倍，即

（1）同理，图6中1、3两顶点间的电阻为

（2）由（1）、（2）式得等效单环电阻为

（3）2.第一问现在考虑把、、、、按相反的次序，由内向外依次连接的情况．首先将接在外面，求双环的等效单环电阻〔即（3）式中的〕．这时．由（3）式得到为

其次，在双环外面接上，这时．三环的等效单环电阻为

由此可得一般公式，环的等效单环电阻可由求出

（4）于是

由（2）式得出由一个环（）、两个环（）直至五个环（）构成的线路1、3点间的电阻为

答：所求的五个环的1与3间的等效电阻确为．证毕。3.第二问根据五个组成的圆柱形网络的对称性，的l、3两点等价于的2、4两点．等价线路如图8与图9所示．设二图等价，求图9中的即可．

所以答：所求值为。

解法二：第一问图3可看做的接线图，其一半如图10所示，竖直粗线为一短路线．一个环（）构成线路的1与0点间的阻值用表示，根据对称性